一种上肢滑轮牵拉重物电机扭矩提升装置的制作方法

1.本发明涉及工程机械领域内的电机扭矩提升，尤其涉及一种上肢助力设备的通过电机绕丝线牵拉重物提升电机扭矩至提升更大重物，尤其适用于上肢减轻负重设备的助力领域。


背景技术：

2.在机械工程应用领域，特别是电机提升扭矩应用领域，常采用电机加减速器来提升扭矩，以达到增大输入功率，达到让电机降低转速同时提升转矩的作用，尤其在上肢助力设备领域，若在人上身装备加装电机同时再加装多个减速器势必会增加所背负者的移动负荷，在所限定负载范围内加装本设计滑轮丝线扭矩提升装置可进一步提升扭矩，进而对上肢设备减负重同时进一步助力。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对人背负上肢助力设备领域，尽量减少人上肢承载重量负担，由此，设计了一种轻质安全的上肢助力设备，安装在上肢背部、臀部等其他部位的电机通过丝线绕过滑轮组牵拉重物的扭矩提升装置。
4.本发明采用的技术方案为一种电机丝线绕过动滑轮牵拉重物的扭矩提升装置，包括弹簧、动滑轮、胶乳胶圈、支架和丝线。支架为带有悬臂梁的结构，且支架为两排设计，两排滑轮组等结构及功能相同，故本文对其中一排支架结构进行详细说明。支架悬臂梁上设有横向滑槽，动滑轮轴部与横向滑槽之间为滑动配合，动滑轮能够沿横向滑槽移动，动滑轮轴在动滑轮滑动时，动滑轮轴上套的橡胶圈在滑道内与轴上橡胶圈滑动配合；在橡胶圈向滑轮轴根部嵌有小轴承套，轴承套两侧固定胶乳胶圈并与支架相连；弹簧设置在动滑轮滑动滑道的端部，并且远离固定端包覆有软性材料；靠近支架的丝线的一端连接电机输出轴，另一端通过支架孔位路径绕过动滑轮固定在支架上；前一动滑轮轴上引出丝线绕过另一动滑轮并与支架固定，并且该动滑轮轴上引出丝线通过支架前端滑槽，提升重物，可将电机扭矩进行提升；该固定支架为两排设计，实际可根据实际需求增加配有滑轮组数及相应的支架排数，从而在丝线末端提升更大的扭矩。
5.可选地，丝线至少绕过一个动滑轮的线槽，动滑轮的直径中部能够连接下一个滑轮或者重物；所述动滑轮能够在支架中滑动，从而利用动滑轮(组)来减小扭矩，并且在动滑轮所在支架端部有被固定的弹簧，在所拉重物较重时压缩所述弹簧，即所述动定滑轮及所述弹簧组成。
6.可选地，所述支架的端部固定的弹簧，在支架内弹簧近动滑轮端部包覆软性材料，在所述丝线拉重物从而带动所述动滑轮向槽端部移动时，此时所述覆盖包裹软性材料的弹簧起到止推作用，从而进一步减小所述动滑轮在支架内的位移，即进一步可拉伸更大重量(10
‑
20kg)的物体，间接的提升电机扭矩。
7.可选地，所述弹簧为止推弹簧或其他压缩弹簧，所述弹簧外部包覆的软性材料为
海绵或者橡胶材料制品。所述包覆的软性材料能够起到减轻弹簧与所述动滑轮碰撞作用，使得在提升更大质量重物时减弱动滑轮在支架中急速运行时与弹簧的碰撞。
8.可选地，所述的支架内存在动滑轮，也可以是由几个动滑轮组成的滑轮组，并且也可以存在定滑轮用以使支架形状设计为其他的结构形状，并且通过所述定滑轮位置的沿不同能够做到不同方向的动滑轮传力。
9.可选地，所述动滑轮或动滑轮组间，由前一个动滑轮轴连出丝线并通过支架中部孔，并绕过后一动滑轮槽，通过绕线固定器与所述支架相连，并且所述滑轮轴线引出丝线与支架通过中孔无干涉发生，即所述的后一滑轮轴线引出丝线与前一所述动滑轮槽中间平面接近共面，使得后一所述滑轮轴线引出线绕在前一滑轮上。
10.可选地，所述的止推弹簧或者其他压缩弹簧也可以有多组数，进一步在所述动滑轮拉重物快速移向所述动滑轮拉重物快速移向所述支架端部时能够减轻所述动滑轮拉升重物带来的与支架端部的碰撞。
11.可选地，所述每个动滑轮轴与橡胶圈之间嵌有轴承并分别固定两段同样长度的胶乳胶圈，每段胶乳胶圈与端部支架固接，并本身有一预紧力，两段胶乳胶圈分别向两侧拉该滑轮轴，使滑轮初始位置在有作用力预先作用的胶乳胶圈下使滑轮位于滑道中部。并且在端部接上重物使，动滑轮在重物作用下滑向某一侧端部，胶乳胶圈与对侧的弹簧共同作用减弱动滑轮滑向某侧端部。
12.可选地，所述支架用于安装在上肢穿戴设备的肩部，所述的上肢穿戴设备可在背部与臀部有安放轻质电机装置，本专利不过多叙述，该扭矩提升装置的支架下部有可与其他部件相连时便于安装的中空插板式设计，并采用螺栓等方式固定连接。
13.与现有技术相比，现有的在电机中增大扭矩一般是加装减速器或者变速齿轮箱，但是一般重量较重，尤其在所述上肢助力扭矩提升装置中需选用较轻质组件，减轻人上身负载尤为重要，而且本发明所选用材料轻质成本低廉；并且无润滑油污，不会对人产生污渍；本产品动滑轮组可扩展，相应的再对支架上排数增加、动滑轮组数增加，即可达到更大程度增加丝线牵拉重物提升扭矩的效果。
附图说明
14.图1是本发明整体结构图；
15.图2是动滑轮中轴套的橡胶圈及支架上的滑槽轨道；
16.图3是动滑轮与近滑轮包覆软性材料的弹簧结构及支架下部与其他外接部件连接的中空式插板安装结构；
17.图4是支架滑轮轴线绕线与另一滑轮槽绕线近平行式设计；
18.图中：1支架，2.1、支架一级动滑轮，2.2支架二级动滑轮，2.3、支架一级动滑轮，2.4、支架二级动滑轮，3、橡胶圈滑动楔形槽，4、动滑轮轴所在滑道，5、弹簧软性材料包覆物，6、橡胶圈，7、弹簧，8.1、支架定滑轮，8.2、支架定滑轮9、支架下端部插板槽，10、插板螺栓孔，11.1、支架一级电机引出端丝线，11.2、支架二级丝线，11.3、支架可接载物端丝线，11.4、支架一级电机引出端丝线，11.5、支架二级丝线，11.6、支架可接载物端丝线，12.1、一级支架绕丝线固定器，12.2、一级支架绕丝线固定器，13.1、二级支架绕丝线固定器，13.2、二级支架绕丝线固定器，14、连接重物前端滑槽，15、支架丝线通过侧孔，16、支架弹簧连接
压板，17、内嵌轴承，18、预紧胶乳胶圈。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步说明：
20.本发明设计的扭矩提升装置，如图1该助力扭矩提升设备包括了功能相同的两排滑轮组，其中一排固定、另一排旋转。该助力扭矩提升装置包括形状可根据实际需求设计为多种形态。由支架1，支架一级动滑轮2.1，支架二级动滑轮2.2，支架一级动滑轮2.3，支架二级动滑轮2.4，橡胶圈滑动楔形槽3，动滑轮轴所在滑道4，弹簧软性材料包覆物5，橡胶圈6，弹簧7，支架定滑轮8.1，支架定滑轮8.2，支架下端部插板槽9，插板螺栓孔10，支架一级电机引出端丝线11.1，支架二级丝线11.2，支架可接载物端丝线11.3，支架一级电机引出端丝线11.4，支架二级丝线11.5，支架可接载物端丝线11.6，一级支架绕丝线固定器12.1，一级支架绕丝线固定器12.2，二级支架绕丝线固定器13.1，二级支架绕丝线固定器13.2，连接重物前端滑槽14，支架丝线通过侧孔15，支架弹簧连接压板16，内嵌轴承17，预紧胶乳胶圈18。
21.本设计采用了两排功能相同的动滑轮组结构,两排滑轮组在所在滑道4内并与支架1固接，故本文取其中一排进行说明，实际可可根据实际需求增加配有滑轮组数及相应的支架排数，从而在丝线末端提升更大的扭矩。该发明支架1通过支架下端部插板槽9并用插板螺栓孔10通过螺栓连接在上肢穿戴设备的肩部，该上肢穿戴设备可在背部与臀部有安放轻质电机装置，本专利不过多叙述。电机轴缠绕固连并引出支架一级电机引出端丝线11.1(功能同11.4)穿过支架定滑轮8.1(功能同8.2)线槽，按附图1中所示绕线方式通过支架绕过支架一级动滑轮2.1(功能同2.3)上的线槽并通过一级支架绕丝线固定器12.1(功能同12.2)固定在支架1上，此为一级动滑轮组装置。支架二级丝线11.2(功能同11.5)连接在支架一级动滑轮2.1(功能同2.3)轴上，在支架一级动滑轮2.1旋转时可缠绕在轴上，并通过支架丝线通过侧孔15缠绕在支架二级动滑轮2.2(功能同2.4)线槽内，并使得支架丝线通过侧孔15与支架二级丝线11.2无干涉发生，且支架一级动滑轮2.1轴引出丝线与支架二级动滑轮2.2线槽中间平面接近共面，从而无干涉的缠绕在支架二级动滑轮2.2(功能同2.4)线槽内，进而经过二级支架绕丝线固定器13.1(功能同13.2)固定在支架1上，构成二级动滑轮组装置。在支架二级动滑轮2.2(功能同2.4)轴上缠绕固连并引出支架可接载物端丝线11.3(功能同11.6)，并绕过连接重物前端滑槽14可接上所需提升重物负载。在动滑轮轴所在滑道4靠近支架端部通过支架弹簧连接压板16固定住弹簧7(可为止推弹簧或其他压缩弹簧)，在弹簧7近动滑轮端部包覆弹簧软性材料包覆物5(所包覆的软性材料为海绵或者橡胶材料制品)。在各动滑轮轴上固定有橡胶圈6，可在橡胶圈滑动楔形槽3内滑动，从而保证动滑轮在各滑道4内定向滚动不发生偏转及晃动。在每个动滑轮与橡胶圈6之间嵌有轴承17，并在轴承外侧分别固定两段同样长度的预紧胶乳胶圈18，每段胶乳胶圈18与端部支架固接，并本身有一定预紧力，两段胶乳胶圈分别向两侧拉该滑轮轴，使滑轮初始位置在有作用力预先作用的胶乳胶圈18下使各动滑轮轴位于各段滑道中部。
22.在此描述下该发明正常工作状态：在支架已通过螺栓连接在所接装备，初始状态下，该两级动滑轮均在有预先作用力的胶乳胶圈18作用下位于各滑道中部，在支架可接载物端丝线11.3(支架可接载物端丝线11.6)连接上所需提升重物，支架一级电机引出端丝线11.1(支架一级电机引出端丝线11.4)分别缠绕固连在工作的旋转电机轴上，电机转动产生
的扭矩通过两级滑轮组放大提升了在末端支架可接载物端丝线11.3(功能同11.6)提升所接重物时产生的扭矩。重物过重时，各动滑轮在各滑道内滑向滑道端部，此时动滑轮压在所述覆盖包裹物上，软性材料的弹簧发生弹性形变起到止推作用，从而减轻弹簧与所述动滑轮冲击碰撞作用，减小所述动滑轮在支架内的位移。同时经过预紧的各段胶乳胶圈18受到滚动动滑轮产生的拉力，从而与弹簧共同作用减弱动滑轮接近端部，进一步减小所述动滑轮在支架内的位移，并且间接提升电机的扭矩，即可进一步提升更大质量的物体。而且本发明涉及的动滑轮组数可根据实际所需提升负载端增加多级的动滑轮组数，进而改进支架结构增加动滑轮滑道数目。同时本发明设计的为两排动滑轮组设计，可增加所设计的动滑轮组排数，或其他导向方向的支架结构，从而可对多方向所接负载的扭矩进一步提升。